A acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las




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fecha de publicación30.10.2015
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Los ácidos y las bases

a acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos químicos consideran los ácidos como dadores de protones y las bases como aceptoras.

Los procesos en los que interviene un ácido interviene también su base conjugada, que es la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales procesos se denominan reacciones ácido-base.


El desprendimiento de hidrógeno en una reacción con cinc de cierta sustancia, no sindica que la sustancia utilizada tiene carácter ácido.

La acidez y la basicidad son dos formas contrapuestas de comportamiento de las sustancias químicas cuyo estudio atrajo siempre la atención de los químicos. En los albores mismos de la ciencia química, Boyle y Lavoisier estudiaron sistemáticamente el comportamiento de las sustancias agrupadas bajo los términos de ácido y álcali (base).

Pero junto con los estudios descriptivos de sus propiedades, el avance de los conocimientos sobre la estructura del átomo y sobre la naturaleza íntima de los procesos químicos aportó nuevas ideas sobre los conceptos de ácido y de base.

En la actualidad, el resultado final de la evolución de esos dos conceptos científicos constituye un importante capítulo de la química general que resulta imprescindible para entender la multitud de procesos químicos que, ya sea en la materia viva, ya sea en la materia inerte, se engloban bajo el nombre de reacciones ácido-base.

El comportamiento químico de ácidos y bases

El estudio de los procesos químicos en los que intervienen ácidos y bases ocupa un lugar destacado en la historia de la química. Antes de que se conociera el comportamiento a nivel molecular de este tipo de sustancias, se reconocían por sus propiedades características.

Esta idea de definir el concepto de ácido y de base indicando cómo ha de comportarse químicamente una sustancia para que pueda considerarse como miembro de una u otra familia de compuestos fue introducida por Boyle en 1663.

Posteriormente un conocimiento más preciso de las fórmulas químicas llevó a algunos investigadores, como Justus von Liebig (1803-1873), a definir los ácidos por su composición molecular; sin embargo, la vieja idea de Boyle, aunque transformada con las sucesivas definiciones de ácidos y bases, sigue aún en pie.

Propiedades químicas de los ácidos

l comportamiento químico de los ácidos puede resumirse en las siguientes propiedades:

Poseen un sabor agrio

La palabra ácido procede, precisamente, del latín (acidus = agrio) y recuerda el viejo procedimiento de los químicos antiguos de probarlo todo, que fue el origen de un buen número de muertes prematuras, por envenenamiento, dentro de la profesión.

Colorean de rojo el papel de tornasol

El tornasol es un colorante de color violeta en disolución acuosa (tintura de tornasol) que puede cambiar de color según el grado de acidez de la disolución. Impregnado en papel sirve entonces para indicar el carácter ácido de una disolución. Es, pues, un indicador.

Sus disoluciones conducen la electricidad

La calidad de una disolución ácida como conductor depende no sólo de la concentración de ácido, sino también de la naturaleza de éste, de modo que, a igualdad de concentración, la comparación de las conductividades de diferentes ácidos permite establecer una escala de acidez entre ellos.

Desprenden gas hidrógeno

Se produce desprendimiento de gas hidrógeno cuando reaccionan en disolución con cinc o con algunos otros metales.


El papel de tornasol es un indicador de pH que se colorea de rojo sumergido en un ácido y de azul cuando lo hace una base. Cuanto más fuerte sea el ácido o la base, más intenso será el color del indicador.

Propiedades químicas de las bases

Las bases, también llamadas álcalis, fueron caracterizadas, en un principio, por oposición a los ácidos. Eran sustancias que intervenían en aquellas reacciones en las que se conseguía neutralizar la acción de los ácidos. Cuando una base se añade a una disolución ácida elimina o reduce sus propiedades características.

Otras propiedades observables de las bases son las siguientes:

  • Tienen un sabor amargo característico.

  • Al igual que los ácidos, en disolución acuosa conducen la electricidad.

  • Colorean de azul el papel de tornasol.

  • Reaccionan con los ácidos para formar una sal más agua.



  • Los conceptos de ácido y de base, según Arrhenius

  • uando el HCI se disuelve en el agua (aq) sus moléculas se disocian en la forma:

  • HCl H+ (aq) + Cl- (aq)

  • Este mismo comportamiento puede aplicarse a los ácidos típicos:





  • y extenderse a otros ácidos.

  • De acuerdo con su idea de disociación iónica, la existencia en todos los casos de iones H+ libres en la disolución, llevó a Arrhenius a postular que el carácter ácido está relacionado directamente con la capacidad de una sustancia para dar en disolución acuosa iones H+.

  • La diferencia en la fuerza de los ácidos se puede cuantificar mediante la medida de la conductividad eléctrica de sus respectivas disoluciones acuosas; cuanto más fuerte es un ácido mejor conduce la electricidad. Según la teoría de Arrhenius, la relación entre ambos hechos es clara.

  • La reacción de disociación de un ácido en disolución es un caso particular de equilibrio químico. Representando por AH la fórmula de un ácido genérico, la reacción de disociación del ácido se puede escribir, de acuerdo con las ideas de Arrhenius, en la forma:

  • AH < > A- (aq) + H+ (aq)

  • En los ácidos fuertes la reacción estaría desplazada hacia la derecha de modo que abundarían más los iones H+(aq), ya que todo el AH estaría prácticamente disociado. Ello explicaría a la vez el fuerte carácter ácido y su elevada conductividad, debida a la abundancia en la disolución de iones portadores de carga.

  • Por el contrario, en los ácidos débiles el grado de disociación sería pequeño, es decir, sólo una pequeña fracción de sustancia estaría disuelta en forma de iones, estando el equilibrio desplazado hacia la izquierda.

  • De acuerdo con las ideas de Arrhenius, un esquema explicativo análogo podría aplicarse a las bases. Los hidróxidos, que eran las bases mejor conocidas, al disolverse en el agua se disociarían en la forma:

  • KOH K+ (aq) + (OH)- (aq)

  • NaOH Na+ (aq) + (OH)- (aq)

  • Mg(OH)2 Mg+ 2(aq) + 2(OH)- (aq)

  • Generalizando los resultados de las anteriores reacciones, Arrhenius concluyó que eran bases todas aquellas sustancias capaces de dar en disolución acuosa iones OH-.

  • Los conceptos de ácido y de base, según Arrhenius (continuación)

  • l igual que para los ácidos, la fuerza de una base y su conductividad estarían relacionadas entre sí y ambas, con el grado de disociación que presenta dicha base en disolución acuosa.

  • Aun cuando no sean las únicas sustancias que se comportan como bases, las combinaciones de óxidos metálicos con el agua, es decir, los hidróxidos, son bases típicas. Las disoluciones acuosas de bases fuertes, como el hidróxido de sodio (NaOH) o el hidróxido de potasio (KOH), son agresivas o cáusticas con los tejidos animales blandos, como las mucosas; de ahí que el NaOH se denomine usualmente sosa cáustica y el KOH potasa cáustica. Sus disoluciones acuosas reciben el nombre de lejías.

  • Una explicación para la neutralización

  • La reacción mediante la cual una base neutraliza las propiedades de un ácido recibe el nombre de neutralización y se ajusta, en términos generales, a una ecuación química del tipo:

  • ácido + base sal + agua

  • Así, por ejemplo:

  • HCI(aq) + NaOH(s) NaCl(aq) + H2O

  • De acuerdo con la teoría de Arrhenius, la neutralización se reduce a una reacción entre los iones H+ y OH- característicos respectivamente de ácidos y bases para dar agua:

  • H+ + OH- H2O

  • Si la concentración de base es suficiente, todos los iones H+ procedentes del ácido serán neutralizados por los OH- procedentes de la base. Un exceso de base otorgará a la disolución resultante un carácter básico.

  • Por el contrario, la existencia de iones H+ no neutralizados, debido a un exceso de ácido, dará lugar a que la disolución tenga carácter ácido.


  • La reacción del ácido clorhídrico (HCl) con el amoniaco (NH3) es una reacción de neutralización que da lugar a la producción de sales de amonio.

  • Aun cuando la teoría de Arrhenius tiene esa validez restringida característica de las primeras aproximaciones, constituyó, sin embargo, un adelanto importante en la explicación de los procesos químicos, y a pesar de sus limitaciones, se sigue aún utilizando por su sencillez en aquellas circunstancias en las que la facilidad de comprensión pesa más que el estricto rigor científico.



  • Definición de Brônsted-Lowry

  • a disociación de un ácido genérico de fórmula AH en un medio acuoso, lleva consigo la cesión de un H+ a una molécula de agua según una reacción del tipo:

  • AH + H2O < > H3O+(aq) + A-(aq)

  • Pero el H+ es un átomo de hidrógeno que ha perdido su electrón; es por tanto un protón, de modo que el ácido ha cedido un protón durante el proceso.

  • Razonamientos de este estilo llevaron al químico danés J.N. Brönsted (1879-1947) a proponer la siguiente definición de ácido:

  • "Ácido es toda sustancia capaz de ceder uno o más protones a otra molécula"

  • Al proponer este nuevo concepto de ácido, Brönsted buscaba una definición que se pudiera relacionar con la correspondiente de base, tal y como lo estaban las propiedades químicas de ambos tipos de sustancias. Puesto que un ácido tiene propiedades opuestas a las de una base, la definición de base debería reflejar una propiedad opuesta a la del ácido. Así, de acuerdo con la definición de Brönsted:

  • "Base es una sustancia capaz de aceptar uno o más protones de otra molécula"

  • El comportamiento del amoníaco (NH+) se explica como consecuencia de la siguiente reacción con el agua:



  • El NH3 ha actuado como base captando un protón de la molécula de H2O. convirtiéndose en NH+4 y dejando libre, como en el caso de los hidróxidos, grupos OH- :




  • Según la definición de Brônsted, una base B es toda sustancia aceptora de protones. En disolución acuosa, B acepta un protón del agua y se convierte en BH+liberando grupos OH+al medio.

  • Estas nuevas definiciones de ácido y de base salvan los inconvenientes de las de Arrhenius, pudiendo ser aplicadas independientemente de cuál sea el medio disolvente en el que tiene lugar el proceso de donación o de aceptación de protones.

  • El grado de acidez de una disolución. Concepto de pH

  • n el agua pura la presencia de iones H3O+ y OH- procede únicamente de su disociación iónica, por lo que sus concentraciones respectivas son iguales.

  • Es decir:



  • La presencia de un ácido en disolución dará lugar a un aumento de la concentración de iones H3O+, o lo que es lo mismo, el exponente disminuirá en valor absoluto por debajo de siete, alcanzando, por ejemplo, el valor:



  • En disoluciones diluidas el producto iónico del agua Kw es constante, por lo que un aumento de [H3O+] supondrá una disminución de [OH-] y viceversa.

  • Por tanto, la adición de una base aumentará la concentración de iones OH- y disminuirá la de iones H3O+, de modo que el exponente de la potencia decimal que lo representa aumentará el valor absoluto por encima de siete, por ejemplo:



  • Parece entonces razonable considerar el exponente de la concentración de iones H3O+ de una disolución como una medida de su grado de acidez.

  • Se denomina pH de una disolución al valor absoluto del exponente de la concentración de iones H3O+ expresada en la forma de potencia decimal; es decir:

  • [H3O+] = 10-pH

  • Si se recurre a la noción de logaritmo resulta:

  • pH = -log [H3O+]

  • El pH de una disolución es, pues, el logaritmo cambiado de signo de la concentración de iones hidronio.

  • En una disolución neutra como el agua pura el pH vale siete; en disoluciones ácidas es menor que siete y en disoluciones básicas es mayor que siete.

Este escrito esta tomado de la siguiente dirección

http://www.natureduca.com/quim_indice_acidez01.php#inicio

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